یک ماه پیش، 25 نفر از افراد پیشرو در حوزه‌های زیست‌شناسی مولکولی، طرفداران حفظ منابع طبیعی، و مسئولان موزه‌ها در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گرد هم آمدند تا در مورد راه‌های استفاده از توانایی جدید‌ترین فناوری‌های تعیین توالی ژنی برای اهداف مرتبط با حفظ منابع طبیعی به بحث و تبادل نظر بپردازند.
یکی از هماهنگ‌کنندگان این کارگاه، اشتفان شوستر از دانشگاه ایالتی پن بود. او که در سال 1387 / 2008 توانست با تعیین توالی ژنی یک ماموت پشمالو، اولین ژنوم کامل یک گونه حیوانی منقرض شده را بدست آورد، می‌گوید: «هزینه تعیین توالی ژنی با سرعتی باور نکردنی در حال کاهش است. اکنون، تعیین توالی ژنی دیگر گونه‌های منقرض شده و یا جانوران در حال انقراض، امکان‌پذیر شده است و می‌تواند فواید بی‌شماری داشته باشد».
شوستر با اشاره به «فهرست قرمز» گونه‌های به شدت در خطر انقراض که توسط انجمن بین‌المللی حفاظت از طبیعت، IUCN تهیه شده، پیشنهاد می‌کند که پژوهشگران برای تهیه توالی ژنی حیوانات این فهرست و هم‌چنین گونه‌های منقرض شده برنامه‌ریزی کنند، و «فهرستی از گونه‌های به دقت انتخاب شده جانوران در خطر انقراض و گونه‌های منقرض شده» را برای این کار تهیه کنند.
دوین لاک از مرکز ژنوم دانشگاه واشنگتن، هنگامی که به شرکت‌کنندگان در کارگاه گفت که در پایان سال جاری، او و همکارانش انتظار دارند اطلاعات ژنوم را با سرعتی 500 برابر آن‌چه در سال 2006 داشتند تهیه کنند، نشان داد که توانایی بالقوه فناوری‌های جدید چقدر زیاد است. آنها این توانایی را با استفاده از دستگاه‌های مدل GAII تولیدی شرکت ایلومینا بدست آورده‌اند. البته زیر ساخت‌های دستگاه‌های ایلومینا چندان برای تهیه توالی ژنی گونه‌هایی که تا پیش از این توالی ژنی آنها تهیه نشده مناسب نیست، اما زیرساختی دیگر با بازدهی بالا، دستگاه تیتانیوم454 شرکت روشه است که به خوبی می‌تواند نقش پیشگام را در این زمینه ایفا کند. از این فناوری تاکنون برای تعیین توالی ژنی یک ماموت و هم‌چنین تهیه ژنوم انسان نئاندرتال استفاده شده که انتظار می‌رود نتیجه آن نیز تا پایان سال جاری منتشر شود.
زیست‌شناسان می‌خواهند که از ظرفیت‌های تازه تعیین توالی ژنی برای تحقیق روی علل انقراض گونه‌ها استفاده کنند. آنها می‌خواهند که داده‌های حاصل از تعیین توالی ژنی نمونه‌هایی از یک گونه جانوری را در فواصل زمانی چند صد ساله و یا حتی چند هزار ساله با هم بررسی کنند، و نمونه‌های مورد نیاز خود را نیز از ذخایر موجود در کلکسیون‌های باغ وحش‌ها و یا موزه‌ها و دانشگا‌ه‌ها بدست بیاورند. این کار می‌تواند چشم‌انداز‌های جدیدی را در مطالعات مرتبط با تغییرات آب‌و‌هوایی، بیماری‌ها، گونه‌های مهاجم و ساختار ژنی بر روی دانشمندان باز کند.
برای مثال در مورد ماموت‌ها، این امیدواری وجود دارد که بتوان توالی ژنی و ساختار دی‌ان‌ای تاریخی این جانور را از صدها جاندار مشابه در طول ده‌ها هزار سال تهیه کرد، اطلاعاتی که می‌تواند به ما کمک کند تاثیرات تغییرات آب‌و‌هوایی را بر روی این حیوان منقرض شده در آخرین عصر یخ‌بندان و زمان پایان آن بررسی کنیم.
به تازگی، تحقیقی روی موش‌های صحرایی جزیره کریسمس که نسل آن هم منقرض شده، انجام شده است. نتایج این تحقیق که سال گذشته به چاپ رسید، نوید موفقیت‌آمیز بودن این شیوه را به محققان می‌دهد. پژوهشگران توانسته‌اند با استفاده از توالی ژنی این گونه، دلیل احتمالی انقراض آن را حدس بزنند. کار آزمایشگاهی روی دی‌ان‌ای نشان داده که نمونه‌های موزه‌ای که قبل از ورود موش‌های صحرایی سیاه به این جزایر تهیه شده‌اند، به کلی فاقد انگل تک یاخته‌ای تریپانوزوم بوده‌اند، ولی در نمونه‌هایی که به تاریخ‌های بعد از ورود این جانوران مربوط می‌شوند، وضع به این ترتیب نیست. تریپانوزوم، عاملی است که سبب ایجاد بیماری خواب در انسان و بعضی از جانوران می‌شود و توسط نوعی مگس به انسان سرایت می‌کند. الکس گرینوود، از دانشگاه الد دامینیون در نورفولک ویرجینیا و یکی از پژوهشگران این تحقیق می‌گوید: «با تحقیق روی انقراض‌های تاریخی، ما امید داریم که بتوانیم به درک مناسبی از نقش این عوامل بیماری‌زا در کاهش جمعیت گونه‌های فعلی برسیم».
به گفته شوستر، اطلاعات مولکولی علاوه بر این می‌توانند به عنوان معیاری از در معرض خطر انقراض بودن نیز عمل کنند. او می‌گوید: «هنگامی که مشخص‌تر شود وقتی یک گونه به انقراض نزدیک می‌شود، بر سر تنوع ژنتیکی آن چه می‌آید؛ آنگاه شما می‌توانید این اطلاعات زیر بنایی را به اولیای امور و کسانی که تصمیمات سیاسی را اتخاذ می‌کنند، ارائه کنید و بگویید این روند باید کاملا متوقف شود».
ولی اگر باز هم قرار باشد مواردی مانند شیطان تاسمانی اتفاق بیفتد، شاید سیاستمداران هنوز آماده شنیدن حرف‌های محققان ژنتیک نباشند. شوستر و دیگر هماهنگ‌کننده این کارگاه؛ وب میلر؛ که او هم از دانشکاه پن است، با همکاری ونسا هایس از مرکز سرطان کودکان استرالیا در سیدنی، گروهی را تشکیل دادند تا در اواخر سال 1386 / 2007، به تهیه و تعیین توالی ژنی شیطان تاسمانی می‌پرداخت. این حیوان به دلیل شیوع سرطان مسری، یک گونه جانوری تقریبا منقرض شده است.
هدف نهایی تعیین پایه ژنتیکی برای مقاومت در برابر سرطان؛ (که بعضی از جانوران از خود نشان می‌دهند) هنوز تا حدی دور از دسترس به نظر می‌رسد؛ ولی پژوهشگران تاکنون 50 نشانگر ژنی را مشخص کرده‌اند که آنها را قادر می‌سازد ساختمان ژنتیکی این جانور را تشریح کنند. ولی تا این لحظه، هیچ علامتی از این که مسئولین امور در تاسمانی آماده باشند در حفظ تنوع ژنتیکی همکاری کنند، دیده نمی‌شود. اگر این اتفاق روی دهد، می‌توان از این نشان‌گرها در برنامه نجات و حفظ این گونه جانوری استفاده کرد.
سخنگوی آی‌یو‌سی‌ان که در این کارگاه شرکت نداشت، در مورد این که اطلاعات ژنتیک بتواند کمک شایانی به هدف حفظ منابع طبیعی زمین باشد، مطمئن نیست. ژان کریستوف ویه که مسئول منطقه‌ای برنامه گونه‌های آی‌یو‌سی‌ان در سوئیس است، چنین توضیح می‌دهد: «تحقیق روی ژنوم گونه‌ها می‌تواند با ارزش باشد، ولی احتمالا این امر فقط در تعداد بسیار محدودی از موارد صادق خواهد بود. برای مثال، اگر بتواند به ما کمک کند که توضیح دهیم چه چیزی تا این حد دو زیست‌ها را در برابر قارچ chytrid آسیب‌پذیر می‌کند و موفق شویم بحران انقراض دوزیست‌ها را حل کنیم، این امر می‌تواند یک کمک و همکاری بسیار مهم باشد».
مسئولان موزه‌ها در این گردهمایی به طور گسترده از نظریه «سرخ و سیاه» (اشاره به فهرست قرمز گونه‌های در خطر انقراض و فهرست سیاه گونه‌های منقرض شده) استقبال کردند. ریچارد سابین، مسئول بخش نگهداری از ماموت‌ها در موزه تاریخ طبیعی لندن می‌گوید: «من فکر نمی‌کنم که هیچ مشکلی در متقاعد کردن مسئولان موزه‌ها، برای در اختیار گذاشتن نمونه‌های جانوری خود برای تعیین توالی ژنی آنها پیش بیاید».
ولی او به این نکته اشاره می‌کند که استخراج دی‌ان‌ای نیازمند خارج کردن یک تکه از بافت گونه‌های مربوط در موزه است؛ کاری که مسئولان نگهداری موزه‌ها به راحتی آن را نمی‌پذیرند و در ضمن، پیشینه نمونه‌هایی که برای تحلیل ژنتیک برداشته شده‌اند، چندان خوب نیست.
سابین می‌گوید برای مثال، بین سال‌های 2000 تا 2007، موزه او به 70 درخواست برای نمونه‌برداری از گونه‌های پستان‌داران جواب مثبت داد، که در نتیجه آن 674 نمونه از بافت آنها برداشته شدند. ولی فقط دو توالی ژنی از تمام نمونه‌های برداشته شده به پایگاه اطلاعاتی عمومی ژنی که بانک ژن نامیده می‌شود؛ راه یافت. دلایل این که نتایج اعلام شده تا این حد محدود هستند، مشخص نیست؛ هر چند که یکی از مهم‌ترین این دلایل می‌تواند شکست در استخراج دی‌ان‌ای باشد.
«ولی واقعا لازم بود که نتایج پژوهش‌ها را به ما هم بگویند، حتی اگر هیچ چیزی از نمونه بدست نمی‌آوردند». این خواسته سابین است که بعد از این تجربیات، سیاست‌های موزه را در موارد این چنینی سخت‌تر کرده تا مطمئن شود که این انتظار برآورده خواهد شد.
نشریه نیچر، شماره 7240 - ترجمه: مجید جویا
نظر شما